Opěrka hlavy – spolehlivá podpora v autě – zásobník ABS-auto

Hlavní úlohou opěrky hlavy je chránit řidiče a spolujezdce při nárazu zezadu, kdy dojde k odhození hlavy dozadu a odstředivé síle z nadměrného pohybu hlavy dozadu. Moderní pouliční jízda vysokou rychlostí znamená, že standardní hlavové opěrky neposkytují vždy dostatečně účinnou ochranu v případě nehody. Řidič i spolujezdci navíc nenastavují a nemontují opěrku hlavy dostatečně pečlivě. Nejčastěji je hlava řidiče nebo spolujezdce daleko od opěrky hlavy, to znamená, že při nárazu do auta zezadu si člověk může poranit krční páteř.

Riziko poranění krčních obratlů vzniká při nárazech zezadu i při nízké rychlosti. Poranění krku řidičů a cestujících při nárazu do zadního nárazníku jiným vozidlem jsou považována za druhé nejčastější zranění při dopravních nehodách. Léčba je velmi nákladná. Jen v EU dochází k více než 1 milionu případů takových zranění ročně, přičemž náklady na léčbu se pohybují od 8 do 10 miliard eur. V Japonsku a Jižní Koreji tvoří nárazy zezadu 30–34 % všech nehod.

Vzhledem k tomu, že hlava je vyhozena více dozadu než trup, držena zády, krční páteř se prudce obloukovitě prohýbá směrem dozadu. Zranění utrpěná tímto způsobem často vyžadují dlouhou rehabilitaci. Pouze 50 % obětí se plně uzdraví do měsíce. V takových případech dochází k bolesti v měkkých tkáních hlavy, krku a ramen. Složitější situace jsou doprovázeny poškozením svalů, vazů a obratlů. Bolestivé pocity přetrvávají více či méně času. V některých případech mohou být následky zranění pociťovány po mnoho let, pokud zahrnuje poškození nervů.

Stávající mezinárodní normy pro autosedačky nemohou vždy zajistit bezpečnost řidiče a cestujících při nárazu zezadu. EuroNCAP vytvořilo novou testovací metodiku pro sedadla pro posouzení úrovně ochrany proti poranění krční páteře a posuzuje podle ní automobily.

Během prvních testů se ukázalo, že zákonem požadované vlastnosti sedadel související s poraněním krční páteře, jako je velikost dynamického posunutí modelu hlavy dozadu při simulovaném nárazu zezadu, schopnost absorbovat energii při nárazu modelu hlavy do opěrky hlavy atd., je třeba doplnit o nové vlastnosti a zlepšit.

Whiplash technika

Posuzování osobních automobilů na ochranu řidiče a cestujících před poraněním krční páteře se provádí podle evropského programu EuroNCAP pro posuzování nových automobilů podle protokolů:

• “Dynamické hodnocení sedadel pro ochranu proti poranění krční páteře”, verze 3.1;
• “Ochrana dospělých cestujících” verze 5.4.

Pro hodnocení vozu pomocí Whiplash se kontroluje geometrie a provádějí se setrvačné testy na předním sedadle instalovaném na speciální platformě inerciálního stojanu.

První Whiplash testy v rámci hodnocení vozidel byly provedeny v roce 2008 a od té doby jsou oficiální výsledky zveřejňovány na webu euroncap.com. Metodická rychlost nárazu inerciálního stojanového vozíku pro dynamické posouzení podle Whiplashe byla vybrána pomocí studií pojišťoven o srážkách dvou automobilů. K většině poranění krční páteře při nárazech vozidla zezadu dochází při rychlostech 15–20 km/h, takže impulzní testy nízké a střední závažnosti se provádějí při rychlosti 16 km/h. Aby bylo možné analyzovat ochranné systémy vozidla v náročnějších situacích, rozhodla se organizace EuroNCAP přidat vysoce závažnou impulzní zkoušku při rychlosti 24 km/h. V důsledku toho se nyní provádějí tři dynamické testy s impulzy nízké, střední a vysoké intenzity, které jsou určeny rychlostí, velikostí a trváním účinku zpomalení.

Test saní využívá antropometrickou figurínu BioRID II o hmotnosti 78 kg, která je umístěna na sedadle a zajištěna tříbodovým bezpečnostním pásem. Poloha sezení figuríny BioRID II během testování je založena na referenčních měřeních provedených pomocí figuríny HPM k určení bodu „H“ a zařízení pro měření geometrie opěrky hlavy HRMD. Zkušební poloha figuríny před zkouškou setrvačností je blízká skutečné poloze řidiče a cestujících při řízení automobilu: trup je posunut dopředu od opěradla sedadla a od základního bodu sedadla o 20 mm.

Pohyby vozíku, figuríny, sedadla a opěrky hlavy během testu jsou zaznamenávány pomocí vysokorychlostní videokamery. Oblast pokrytí filmováním musí být taková, aby udržela celý test v záběru po dobu 300 ms, a kontaktní senzory musí zaznamenat začátek a dobu trvání kontaktu hlavy s opěrkou hlavy. Parametry videodat se používají k určení rychlosti návratu hlavy figuríny (jedno z kritérií pro posouzení poranění krční páteře), dynamického úhlu opěradla sedadla a charakteru pohybu figuríny. Hlavní část parametrů je zaznamenávána senzory figuríny BioRID II.

Geometrie sedadla

Pro kontrolu geometrie se používá HPM typ SAE J826 s HRMD. Sedačka je instalována na speciálně vyrobeném rámu, vyrobeném podle geometrických rozměrů povrchu podlahy korby. Pro nohy figuríny se používá plošina instalovaná v úhlu, který kopíruje konfiguraci pedálu plynu. Protokol zaznamenává hodnoty geometrie sedadla pro dvě polohy opěrky hlavy (testovací a nejhorší):

• “vzdálenost zpět”;
• „výška opěrky hlavy“.

Nejhorší poloha je nejnižší možná poloha při instalaci opěrky hlavy. Zkušební poloha je střední poloha sedadla podél skluzu a rozsah nastavení opěrky hlavy.

Velikost maximálního posunutí systému hlava-krk závisí na vzdálenosti mezi zadní částí hlavy a hlavou. Je známo, že optimální „vzdálenost vzadu“ je 30–50 mm a „výška opěrky hlavy“ by neměla být nižší než horní část hlavy, když je pohyb systému „hlava-krk“ minimální a mezi hlavou a opěrkou hlavy je mezera pro pohodlnou jízdu. Kontakt zadní části hlavy s opěrkou hlavy pro normální polohu řidiče nebo spolujezdce je považován za nepohodlný (méně než 20 mm), ačkoli velikost úhlového pohybu hlavy figuríny směrem dozadu bude minimální.

Velikost “vzdálenosti zpět” je velmi důležitá. Dnes, se zavedením proaktivních opěrek hlavy, které automaticky snižují „vzdálenost vzadu“ a aktivují se v určitých situacích, se komise EuroNCAP rozhodla zavést kontrolu této vzdálenosti za účelem zvýšení bezpečnosti sedadel (tento parametr byl přítomen u starších verze legislativních pravidel). Řízení „vzdálenosti zad“ může eliminovat nepředvídatelné situace, například při nízkých rychlostech, kdy proaktivní opěrka hlavy nemusí fungovat a určitá pevná „vzdálenost zad“ v každém případě omezí efekt bičování.

Whiplash skóre

Metoda Whiplash vyhodnocuje sedadlo dynamicky a staticky, aby chránila cestující před poraněním krční páteře.

Hodnoty geometrie sedadla pro dvě polohy opěrky hlavy jsou odhadnuty. U testovacích a nejhorších poloh se kontroluje „vzdálenost zad“. Nejlepší hodnota pro výšku je 0 mm, pro „vzdálenost zad“ 40 mm.

Pro provedení statického posouzení se vypočítají průměrné hodnoty geometrie pro devět měření výšky a „zádové polohy“ opěrek hlavy sedadel. Geometrie se kontroluje pro test a podmínky nejhoršího případu a lze jí udělit maximálně 2 body.

Dynamické hodnocení zahrnuje osm parametrů, které se určují na základě odečtů senzorů a video materiálů figuríny pomocí referenčních bodů na testovaném objektu.

Dynamická hodnotící kritéria:

• doba kontaktu hlavy figuríny BioRID II s opěrkou hlavy;
• rychlost odrazu hlavy;
• akcelerace;
• dynamický sklon opěradla;
• střihová a natahovací síla figuríny v horní části krku;
• Kritéria poranění krku NIC a Nkm, stanovená matematicky pomocí několika parametrů.

Bodování pro každý parametr návrhu se provádí pomocí posuvné škály se dvěma hraničními body: nejlepší ukazatel vysokého požadavku, nad nímž je udělen maximální počet bodů, a nejhorší ukazatel nízkého požadavku, pod nímž se nepřidělují žádné body. Pokud je hodnota mezi dvěma limity, konečné skóre se vypočítá pomocí lineární interpolace. Maximální počet bodů za každý parametr je 0,5 bodu, za každý test je maximální možný počet bodů 3. Součet tří testů může být 9 bodů.

Maximální možný počet bodů jako výsledek provedení tří testů s různými impulsy a kontroly geometrie je 11 bodů – to jsou 4 body v přepočtu.

V červenci 2013 došlo ke změně metodiky hodnocení vozidel (Protokol „Ochrana dospělých cestujících“, verze 6.0). Pro přední sedadla bude maximální skóre 2 body, pro zadní sedadla – 1 bod.

Vyhlídky

Způsob ochrany řidiče a cestujících před poraněním krku je zcela nový a neustále se zdokonaluje a očekává se, že se v blízké budoucnosti změní.

Očekává se, že požadavky na Whiplash budou zavedeny nejen pro nárazy zezadu, ale také pro čelní nárazy a očekává se také testování zadního sedadla. V současné době je problematické dynamické posouzení zadních sedadel, je nutné vyvinout nový typ figuríny BIORID II s úhlem opěradla menším než 25°, typičtějším pro zadní sedadlo. Podle zákonných požadavků je zadní vzdálenost stanovena při úhlu opěradla standardní 25D figuríny HPM 22°, ale u užitkových vozidel (nákladní automobily, dodávky) je nastavení opěradla v takovém úhlu nereálné, proto bylo navrženo zavést referenční úhel XNUMX° na novém měřicím zařízení.

Poprvé dojde k oficiální definici nevyužité, nejnižší polohy zadní hlavové opěrky. Nyní bude spotřebitel schopen jednoznačně určit nepracovní polohu opěrky hlavy a při přistání ji nastavit podle své konstituce, pokud vůz nemá mechanismus pro automatickou instalaci opěrek hlavy.

Zavedení metodiky Whiplash od EuroNCAP podnítilo zavedení podobné legislativy. Dopravní výbor EHK OSN vypracoval návrh globálního technického předpisu (GTR) č. 7 týkající se opěrek hlavy, který je nejblíže Whiplash. Testování GTR 7 se provádí s figurínou BioRID II při rychlosti 17 km/h s kritérii zranění podobnými jako u Whiplash. Podle GTR 7 je navržena speciální technika pro kontrolu zajišťovacího mechanismu opěrky hlavy pro každou polohu, opěrka hlavy musí zůstat na místě při působení síly 500 N shora s tolerancí 25 mm. Návrh GTR 7 o opěrkách hlavy a bičování v současné době čeká na ratifikaci.

Závěr

Nyní nejlepší vozy podle výsledků Whiplash testu: Opel Vauxhall Astra (2009), Ford C-Max (2010), Geely Emgrand EC7 (2011) s 3,7 body. Volvo XC60 si stále udržuje vedoucí postavení s 3,5 body získanými v roce 2008. Poměrně složitá metodika nezlepšuje skóre 3,7 Whiplash, kterého dosáhli automobilky před pěti lety. Náklady na vývoj dokonalých sedadel jsou vysoké. Ale každý chápe, že dobré skóre Whiplash je silný argument v reklamě na auta. Výsledky testů využívajících novou metodiku EuroNCAP povzbudily výrobce ke zlepšení a vylepšení konstrukce sedadel a hlavových opěrek. Zkušenosti získané v oblasti vlivu vlastností komponent sedadla a opěrky hlavy na celkové hodnocení Whiplash vozidla se využívají při návrhu nových typů sedadel.

Vytvoření systémů na ochranu proti poranění krční páteře je slibným směrem v moderním automobilovém průmyslu a silným argumentem v konkurenci.